高中物理 2.2原子核式結構模型課件 教科版選修3-5.ppt

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科學家不是依賴于個人的思想 而是綜合了幾千人的智慧 所有人都想一個問題 并且每個人都做它的部分工作 添加到正在建立起來的偉大知識大廈之中 盧瑟福 電子是原子的組成部分 由于電子是帶負電的 而原子又是中性的 因此推斷出原子中還有帶正電的物質(zhì) 幾乎占有原子的全部質(zhì)量 me 9 109 10 31Kge 1 602 10 19C 歷史回顧 J J 湯姆孫 1857 1940 英國物理學家 電子的發(fā)現(xiàn)者 因通過氣體電傳導性的研究 測出電子的電荷與質(zhì)量的比值 1906年獲諾貝爾物理學獎 思考 那么 這兩種物質(zhì)是怎樣構成原子的呢 湯姆孫的原子模型 原子是一個球體 正電荷均勻分布在整個球體內(nèi) 電子鑲嵌其中 湯姆孫的原子模型 棗糕模型 以湯姆孫為首的英國劍橋?qū)W派 在原子物理學上所取得的這些驚人成就 使歐洲大陸上的物理學家都拜倒在他們的腳下 他的學生盧瑟福也接受了湯姆孫的原子模型 1909年盧瑟福建議其學生兼助手蓋革和羅斯頓用 粒子轟擊金箔去驗證湯姆孫原子模型 讓我們來認識一下盧瑟福吧 從經(jīng)典物理學的角度看 湯姆孫的模型是很成功的 解釋原子是電中性的 電子在原子里是怎樣分布的 解釋原子為什么會發(fā)光 能估計出原子的大小約為一億分之一厘米 1895年在新西蘭大學畢業(yè)后 獲得英國劍橋大學的獎學金進入卡文迪許實驗室 成為湯姆孫的研究生 提出原子結構的核式模型 為原子結構的研究做出很大的貢獻 1898年 在湯姆孫的推薦下 擔任加拿大麥吉爾大學的物理教授 1907年返回英國出任曼徹斯特大學的物理系主任 1919年接替退休的湯姆孫 擔任卡文迪許實驗室主任 1925年當選為英國皇家學會主席 1931年受封為納爾遜男爵 1937年10月19日因病在劍橋逝世 與牛頓和法拉第并排安葬 享年66歲 歐內(nèi)斯特 盧瑟福1871年8月30日生于新西蘭納爾遜的一個手工業(yè)工人家庭 并在新西蘭長大 他進入新西蘭的坎特伯雷學院學習 23歲時獲得了三個學位 文學學士 文學碩士 理學學士 科學成就1 他關于放射性的研究確立了放射性是發(fā)自原子內(nèi)部的變化 為開辟原子物理學做了開創(chuàng)性的工作 2 1909年起 盧瑟福根據(jù) 粒子散射試驗現(xiàn)象提出原子核式結構模型 把原子結構的研究引上了正確的軌道 被譽為原子物理學之父 3 1919年 盧瑟福做了用 粒子轟擊氮核的實驗 從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 4 用粒子或 射線轟擊原子核來引起核反應實現(xiàn)人工核反應 成為人們研究原子核和應用核技術的重要手段 桃李滿天下在盧瑟福的悉心培養(yǎng)下 他的學生和助手有多人獲得了諾貝爾獎金 1921年 盧瑟福的助手索迪獲諾貝爾化學獎 1922年 盧瑟福的學生阿斯頓獲諾貝爾化學獎 1922年 盧瑟福的學生玻爾獲諾貝爾物理獎 1927年 盧瑟福的助手威爾遜獲諾貝爾物理獎 1935年 盧瑟福的學生查德威克獲諾貝爾物理獎 1948年 盧瑟福的助手布萊克特獲諾貝爾物理獎 1951年 盧瑟福的學生科克拉夫特和瓦耳頓 共同獲得諾貝爾物理獎 1978年 盧瑟福的學生卡皮茨獲諾貝爾物理獎 原子的核式結構 1 粒子射入金箔時難免會與電子碰撞 試估計這種碰撞對 粒子速度影響的大小 粒子的質(zhì)量約是電子質(zhì)量的7300倍 2 按照湯姆孫的原子模型 正電荷均勻的分布在整個原子球體內(nèi) 請分析 粒子穿過金箔受到電荷的作用后 沿哪些方向前進的可能性較大 最不可能沿哪些方向前進 同學們請思考下列問題 閱讀教材51頁 1 絕大多數(shù) 粒子穿過金箔后仍沿原來方向前進 2 少數(shù) 粒子發(fā)生了較大的偏轉 3 極少數(shù) 粒子的偏轉超過90 4 有的甚至幾乎達到180 第一條現(xiàn)象說明 原子中絕大部分是空的 第二 三現(xiàn)象可看出 粒子受到較大的庫侖力作用 第四條現(xiàn)象可看出 粒子在原子中碰到了比他質(zhì)量大的多的東西 結果分析 電子能否使 粒子大角度偏轉 1微米厚的金箔內(nèi)含3000層原子層 絕大多數(shù) 粒子穿過金箔仍沿原方向前進說明什么 少數(shù) 粒子的大角度偏轉甚至反彈是怎么造成的 請根據(jù)結果的分析動動你們手中的筆 展開你們的想象力試著畫出你所認為的原子結構模型 請不要吝嗇你的草紙 原子的核式結構的提出 在原子的中心有一個很小的核 叫做原子核 原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里 帶負電的電子在核外空間繞著核運動 粒子穿過原子時 電子對 粒子運動的影響很小 影響 粒子運動的主要是帶正電的原子核 而絕大多數(shù)的 粒子穿過原子時離核較遠 受到的庫侖斥力很小 運動方向幾乎沒有改變 只有極少數(shù) 粒子可能與核十分接近 受到較大的庫侖斥力 才會發(fā)生大角度的偏轉 二 原子的核式結構的提出 2 對 粒子散射實驗現(xiàn)象解釋 體育場 根據(jù)盧瑟福的原子結構模型 原子內(nèi)部是十分 空曠 的 舉一個簡單的例子 原子 半徑10 10m 原子核 半徑10 15m 盧瑟福原子的核式結構模型的建立過程 湯姆生發(fā)現(xiàn)電子 湯姆生原子模型 棗糕式 盧瑟福原子核式模型 粒子散射實驗 行星式 原子核的電荷與尺度 根據(jù)盧瑟福的原子核式模型和 粒子散射的實驗數(shù)據(jù) 可以推算出各種元素原子核的電荷數(shù) 還可以估計出原子核的大小 1 原子的半徑約為10 10米 原子核半徑約是10 15米 原子核的體積只占原子的體積的萬億分之一 2 原子核所帶正電荷數(shù)與核外電子數(shù)以及該元素在周期表內(nèi)的原子序數(shù)相等 課堂小結 粒子散射實驗現(xiàn)象及盧瑟福提出原子的核式結構模型 1 在a粒子散射實驗中 使少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉的作用力是原子核對a粒子的 A 萬有引力B 庫侖力C 磁場力D 彈力 2 在a粒子散射實驗中 如果一個a粒子跟金箔中的電子相碰 那么 A a粒子發(fā)生大角度偏轉B a粒子不發(fā)生明顯偏轉C a粒子被彈回D 以上都不對 B B 點撥 兩個質(zhì)量非常小的帶電體之間的作用 點撥 動量知識 質(zhì)量很大的物體碰撞質(zhì)量很小的物體 3 否定湯姆孫原子模型的實驗及其現(xiàn)象是 A 在a粒子散射實驗中 絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后 基本上仍沿原來的方向前進B 在a粒子散射實驗中 有少數(shù)a粒子發(fā)生了大角度偏轉 有的偏轉角度甚至大于90 C 在a粒子散射實驗中 個別a粒子的偏轉角甚至達到180 D 陰極射線可在磁場或電場中偏轉 BC 4 當 粒子被重核散射時 如圖所示的運動軌跡哪些是不可能存在的 答案 BC 你能以講故事的形式把這節(jié)課的內(nèi)容說下嗎 比比看誰講的精彩 課堂練習 1 提出原子核式結構模型的科學家是 A 湯姆生B 玻爾C 盧瑟福D 查德威克 C 2 盧瑟福原子核式結構理論的主要內(nèi)容有 A 原子的中心有個核 叫做原子核B 原子的正負電荷都均勻分布在整個原子中C 原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里D 帶負電的電子在核外繞核旋轉 ACD 3 97全國 在盧瑟福的粒子散射實驗中 有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉 其原因是 A 原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的核上B 正電荷在原子中是均勻分布的C 原子中存在著帶負電的電子D 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 A 4 2004年廣東綜合 若用x代表一個中性原子中核外的電子數(shù) y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù) z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù) 則對的原子來說 A x 90 y 90 z 234B x 90 y 90 z 144C x 144 y 144 z 90D x 234 y 234 z 324 B 5 氫有三種同位素 分別是氕 氘 氚 則 A 它們的質(zhì)子數(shù)相等B 它們的核外電子數(shù)相等C 它們的核子數(shù)相等D 它們的中子數(shù)相等 AB